饑餓脅迫對(duì)葉爾羌高原鰍抗氧化能力的影響

王 帥，任道全，宋 勇，陳生熬，陳根元

(塔里木大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院/新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)塔里木畜牧科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆 阿拉爾 843300)

饑餓脅迫對(duì)葉爾羌高原鰍抗氧化能力的影響

王 帥，任道全，宋 勇，陳生熬，陳根元*

(塔里木大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院/新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)塔里木畜牧科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆 阿拉爾 843300)

本文探討了饑餓脅迫對(duì)葉爾羌高原鰍[Triplophysa(Hedinichthys)yarkandensis(Day)]機(jī)體抗氧化能力的影響。在適宜條件下將試驗(yàn)葉爾羌高原鰍饑餓30 d，分別測(cè)定饑餓第0、1、3、5、10、15、20和30 天其血清、肝胰臟和肌肉的總抗氧化酶能力(T-AOC)、丙二醛(MDA)含量及抗氧化酶活性。結(jié)果表明，隨著饑餓時(shí)間的延長(zhǎng)，葉爾羌高原鰍血清、肝胰臟和肌肉中MDA含量和T-AOC水平均為先降低后升高，饑餓第30 天時(shí)均顯著高于第0 天(P﹤0.05)；超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)和過氧化氫酶(CAT)活性在饑餓初期無明顯變化，試驗(yàn)第10 天時(shí)各抗氧化酶活性逐漸升高，第20 天時(shí)均顯著高于第0 天對(duì)照(P﹤0.05)。饑餓可顯著影響葉爾羌高原鰍總抗氧化能力、抗氧化酶活性和自由基含量，并導(dǎo)致葉爾羌高原鰍肝胰臟氧化損傷。

葉爾羌高原鰍；饑餓；抗氧化能力；抗氧化酶

葉爾羌高原鰍[Triplophysa(Hedinichthys)yarkandensis(Day)]廣泛分布于新疆塔里木河流域，為雜食偏肉性底棲魚類，是塔河水系鰍科魚類中生長(zhǎng)較快、個(gè)體較大的特有種[1]。具有蛋白質(zhì)含量高，氨基酸組成全面，而且氨基酸總量也高于草魚、鯉魚等常見養(yǎng)殖魚類[2]，是當(dāng)?shù)厝讼彩车募央?，具有一定的?jīng)濟(jì)價(jià)值和養(yǎng)殖前景。目前對(duì)葉爾羌高原鰍的研究主要集中在其繁殖生物學(xué)、形態(tài)特征、生態(tài)適應(yīng)、食性選擇、系統(tǒng)分類、演化規(guī)律等方面，對(duì)于葉爾羌高原鰍觀賞價(jià)值、食用價(jià)值、藥用價(jià)值等開發(fā)利用方面的研究報(bào)道較少[3]，生長(zhǎng)過程中環(huán)境脅迫對(duì)其代謝水平和生理指標(biāo)的影響未見報(bào)道。目前塔里木河流域因人類生產(chǎn)活動(dòng)加劇，中上游灌溉等耗水嚴(yán)重，導(dǎo)致河水水質(zhì)下降，河中生物種類及數(shù)量均急劇減少[4]；另外季節(jié)更替、環(huán)境變化以及食物分布的不均衡等原因，導(dǎo)致葉爾羌高原鰍在生長(zhǎng)周期的部分階段經(jīng)常面臨食物短缺，極易受到饑餓脅迫。饑餓脅迫易導(dǎo)致魚類氧化應(yīng)激的發(fā)生，從而影響其代謝、生長(zhǎng)等，嚴(yán)重時(shí)還可誘發(fā)各種疾病，導(dǎo)致神經(jīng)系統(tǒng)及內(nèi)分泌紊亂，最終導(dǎo)致死亡[5]。本試驗(yàn)就長(zhǎng)期饑餓對(duì)葉爾羌高原鰍機(jī)體T-AOC水平、MDA含量及抗氧化酶活性的影響進(jìn)行研究，以揭示饑餓過程中葉爾羌高原鰍氧化應(yīng)激反應(yīng)的變化規(guī)律，為葉爾羌高原鰍的養(yǎng)殖提供基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

葉爾羌高原鰍2013年6月捕撈于塔里木河流域阿拉爾河段，規(guī)格基本一致。試驗(yàn)魚體長(zhǎng)(13.2±1.8)cm，體質(zhì)量(38.5±3.6)g。試驗(yàn)魚置于規(guī)格為0.8 m×0.4 m×0.5 m的水族箱(具有控溫、水體過濾、殺菌、充氧等裝置)中。水族箱內(nèi)水溫(20±0.5) ℃，預(yù)實(shí)驗(yàn)5 d，期間正常投餌；正式試驗(yàn)停止投喂任何食物。正式試驗(yàn)期每天換水1次，所換水經(jīng)曝氣處理，并調(diào)水溫至20 ℃左右，試驗(yàn)期間溶解氧的質(zhì)量濃度保持在5.0～6.5 mg/L，水體pH為7.2～7.4。T-AOC、SOD、CAT、GSH-Px、MDA等檢測(cè)試劑盒均購自南京建成生物技術(shù)公司。

Carry 100型紫外-可見分光光度計(jì)，美國Varian；Direct-Q3型超純水系統(tǒng)，美國Millipore；BS124 型精密電子天平，德國Sartorius；5430R型高速冷凍離心機(jī)，德國Eppendorf。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)置試驗(yàn)組和對(duì)照組，每組放養(yǎng)試驗(yàn)魚40條，對(duì)照組正常投喂，試驗(yàn)組不投喂任何食物。分別在試驗(yàn)第0、1、3、5、10、15、20、30 天后，翌日10:00-11:00隨機(jī)取樣測(cè)定，每次每組取5條魚。

1.3 指標(biāo)測(cè)定

將活魚快速撈起后從臀鰭下方尾動(dòng)脈處取血，采集的血液分離血清后存入-80 ℃超低溫冰箱中冷凍備用；然后將魚處死，立即解剖，迅速取出背部肌肉和肝胰臟，加9倍質(zhì)量的預(yù)冷pH 7.5 PBS液，在冰浴條件下制備組織勻漿；然后12 000 r/min離心15 min，取上清液備用。葉爾羌高原鰍抗氧化指標(biāo)的測(cè)定均采用檢測(cè)試劑盒。其中T-AOC的測(cè)定使用鐵離子還原/抗氧化力測(cè)定法，單位U/mL；MDA的測(cè)定使用硫代巴比妥酸法，單位nmol/mL；GSH-Px的測(cè)定使用5,5’-二硫代雙(2-硝基苯甲酸)法，SOD的測(cè)定使用羥胺法， CAT的測(cè)定使用鉬酸銨法，3種抗氧化酶的單位均為U/mL。

1.4 數(shù)據(jù)分析

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)使用SPSS 16.0中One-Way ANOVA進(jìn)行單因素方差分析及Duncan’s多重比較，檢驗(yàn)誤差為5 %和1 %。

2 結(jié)果與分析

2.1 饑餓對(duì)葉爾羌高原鰍T-AOC活性的影響

從表1可以看出，葉爾羌高原鰍血清、肝胰臟和肌肉T-AOC活性在饑餓第1～10 天時(shí)均低于對(duì)照，但差異均不顯著(P﹥0.05)，從第15 天開始葉爾羌高原鰍血清、肝胰臟和肌肉T-AOC活性逐漸升高，饑餓第30 天時(shí)血清、肝胰臟和肌肉T-AOC活性分別升高了33.27 %，34.16 % 和28.65 %，均與對(duì)照差異顯著(P<0.05)，其中肝胰臟T-AOC活性升值幅度最大。

2.2 饑餓對(duì)葉爾羌高原鰍抗氧化酶活性的影響

表2～4顯示，長(zhǎng)期饑餓脅迫可不同程度的提高葉爾羌高原鰍血清和組織中SOD、GSH-Px和CAT的活性。與對(duì)照相比，饑餓第1～10 天時(shí)葉爾羌高原鰍血清和組織中抗氧化酶活性未見明顯變化。第15 天時(shí)葉爾羌高原鰍血清、肝胰臟和肌肉中SOD活性分別提高了29.61 %、47.07 %和23.21 %，其中血清和肝胰臟SOD活性均顯著高于對(duì)照(P﹤0.05)；葉爾羌高原鰍血清、肝胰臟和肌肉中GSH-Px活性分別提高了31.94 %、16.89 %和30.62 %，其中血清和肌肉GSH-Px活性顯著高于對(duì)照(P﹤0.05)；葉爾羌高原鰍血清、肝胰臟和肌肉中CAT活性分別提高了24.86 %、16.18 % 和16.70 %，但與對(duì)照差異均不顯著(P﹥0.05)。第20 天時(shí)葉爾羌高原鰍血清、肝胰臟和肌肉中3種抗氧化酶活性均顯著高于對(duì)照(P﹤0.05)，第30 天時(shí)葉爾羌高原鰍血清、肝胰臟和肌肉中抗氧化酶活性仍顯著高于對(duì)照(P﹤0.05)，但與第20 天的值差異不顯著(P﹥0.05)。

表1 饑餓對(duì)葉爾羌高原鰍T-AOC活性的影響

注：同行數(shù)據(jù)右上角標(biāo)有不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。下同。

Note: Data in the same line with the different small letters is significantly different at 0.05 level. The same as below.

表2 饑餓對(duì)葉爾羌高原鰍SOD活性的影響

表3 饑餓對(duì)葉爾羌高原鰍GSH-Px活性的影響

表4 饑餓對(duì)葉爾羌高原鰍CAT活性的影響

表5 饑餓對(duì)葉爾羌高原鰍MDA含量的影響

2.3 饑餓對(duì)葉爾羌高原鰍MDA活性的影響

試驗(yàn)中葉爾羌高原鰍機(jī)體組織中MDA含量呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢(shì)。試驗(yàn)前5 d葉爾羌高原鰍血清和組織中MDA含量呈下降趨勢(shì)，其中第5 天時(shí)肝胰臟和肌肉MDA含量均顯著低于對(duì)照(P﹤0.05)。從第10 天開始，葉爾羌高原鰍機(jī)體組織中MDA含量開始升高，到第30天時(shí)葉爾羌高原鰍血清、肝胰臟和肌肉中MDA含量分別提高了57.64 %、84.04 %和55.91 %，均顯著高于對(duì)照(P﹤0.05)，其中肝胰臟MDA含量升高幅度最大。

3 討 論

3.1 饑餓對(duì)葉爾羌高原鰍T-AOC活性的影響

T-AOC是評(píng)價(jià)動(dòng)物機(jī)體酶促及非酶促體系總抗氧化能力高低的綜合性指標(biāo)，在一定程度上可反映動(dòng)物機(jī)體對(duì)應(yīng)激的代償能力及機(jī)體自由基的代謝情況。本試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，饑餓脅迫可顯著影響葉爾羌高原鰍血清和組織的T-AOC活性，饑餓初期葉爾羌高原鰍血清和組織的T-AOC活性有一定的降低，但隨著饑餓時(shí)間的延長(zhǎng)，葉爾羌高原鰍機(jī)體中T-AOC活性逐漸升高，并于試驗(yàn)結(jié)束時(shí)達(dá)到最高值。這與MQHANTA等[6]在銀無須魮和段鳴鳴等[7]在黃顙魚的研究一致。ENES等[8]研究表明自由基增多可導(dǎo)致機(jī)體T-AOC活性下降，葉爾羌高原鰍饑餓初期可能產(chǎn)生了大量的自由基從而導(dǎo)致T-AOC活性下降，隨著饑餓時(shí)間的延長(zhǎng)，抗氧化酶活性逐步升高，自由基清除能力增強(qiáng)，機(jī)體T-AOC活性也隨之提高。但目前尚未有研究直接證實(shí)，需要進(jìn)一步探討。

3.2 饑餓對(duì)葉爾羌高原鰍抗氧化酶活性的影響

抗氧化酶是動(dòng)物機(jī)體抗氧化系統(tǒng)的重要組成部分，具有阻止并消除自由基的連鎖反應(yīng)，減少機(jī)體脂質(zhì)過氧化損傷等的作用。其中SOD、GSH-Px和CAT均為生物體內(nèi)重要的抗氧化酶，SOD可將超氧自由基轉(zhuǎn)化為過氧化氫，而GSH-Px和CAT可將過氧化氫分解為水，這樣就起到了保護(hù)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和功能完整的作用。本試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，隨著饑餓時(shí)間的延長(zhǎng)，葉爾羌高原鰍血清和組織的SOD、GSH-Px與CAT活性均有一定程度的升高，從第20 天起即顯著高于對(duì)照(P﹤0.05)。酶活性的變化表明機(jī)體中自由基含量發(fā)生改變，王艷艷等[9]對(duì)建鯉、薛明等[10]對(duì)方斑東風(fēng)螺的研究發(fā)現(xiàn)外界脅迫會(huì)導(dǎo)致動(dòng)物機(jī)體SOD等抗氧化酶活性的升高，與本研究結(jié)果一致。饑餓初期抗氧化酶活性變化不明顯的原因可能為饑餓初期產(chǎn)生的自由基不足以誘導(dǎo)抗氧化酶基因大量表達(dá)，隨著饑餓時(shí)間的延長(zhǎng)，饑餓脅迫加速自由基的生成，從而誘導(dǎo)抗氧化酶大量表達(dá)，活性增強(qiáng)。

3.3 饑餓對(duì)葉爾羌高原鰍MDA含量的影響

機(jī)體產(chǎn)生的自由基約有95 %為·O2，而·O2可與機(jī)體細(xì)胞膜中的不飽和脂肪酸發(fā)生脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，其最終代謝產(chǎn)物MDA是目前最常用的脂質(zhì)過氧化代謝產(chǎn)物的監(jiān)測(cè)指標(biāo)，可間接反應(yīng)機(jī)體細(xì)胞的受損傷程度。本試驗(yàn)中隨著饑餓時(shí)間的延長(zhǎng)，葉爾羌高原鰍血清和組織的MDA含量先降低后升高，與Sun等[11]在鯽魚和程鵬等[12]在翹嘴鲌饑餓后的研究一致。產(chǎn)生這種可能是饑餓初期魚體大量消耗自身的游離脂肪酸，導(dǎo)致MDA底物濃度降低，最終使機(jī)體中MDA含量下降；試驗(yàn)后期葉爾羌高原鰍機(jī)體脂肪成為維持能量的主要來源，其異化作用增強(qiáng)導(dǎo)致·O2含量升高，又在無外源性抗氧化物質(zhì)供給的情況下，導(dǎo)致MDA蓄積。試驗(yàn)表明饑餓條件下肝胰臟的MDA含量增幅最大，表明產(chǎn)生的自由基對(duì)肝胰臟危害最明顯。

4 結(jié) 論

隨著饑餓條件時(shí)間的延長(zhǎng)，葉爾羌高原鰍血清和組織中T-AOC水平、MDA含量和抗氧化酶活性均呈現(xiàn)升高趨勢(shì)。表明饑餓脅迫可使葉爾羌高原鰍機(jī)體產(chǎn)生顯著的氧化應(yīng)激，其抗氧化防御機(jī)制被激活，肝胰臟脂質(zhì)過氧化反應(yīng)明顯加劇。

[1]陳生熬, 馬春暉, 丁慧萍, 等.塔里木河葉爾羌高原鰍繁殖生物學(xué)研究[J]. 水生生物學(xué)報(bào), 2013,37(5):810-816.

[2]王 帥, 陳生熬, 宋 勇, 等.塔里木河葉爾羌高原鰍營養(yǎng)成分分析[J]. 水生態(tài)學(xué)雜志, 2011, 32(1):137-141.

[3]陳生熬. 塔里木河葉爾羌高原鰍種群生態(tài)學(xué)研究[D].武漢:華中農(nóng)業(yè)大學(xué), 2012.

[4]陳亞寧, 李衛(wèi)紅, 陳亞鵬, 等. 新疆塔里木河下游斷流河道輸水與生態(tài)恢復(fù)[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2007, 27(2):538-545.

[5]王 帥, 姚 娜, 范鎮(zhèn)明, 等.饑餓對(duì)葉爾羌高原鰍消化道指數(shù)及消化酶活性的影響[J]. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2014, 23(9):14-18.

[6]MQHANTA K N, MOHANTY S N, JENA J K. Optimal dietary lipid level of silver barb, Puntius gonionotus fingerlings in relation to growth, nutrient retention and digestibility, muscle nucleic acid content and digestive enzyme activity[J]. Aqua Nutrition, 2008, 14(4):350-359.

[7]段鳴鳴, 王春芳, 謝從新.維生素D3對(duì)黃顙魚幼魚抗氧化能力及免疫功能的影響[J]. 淡水漁業(yè), 2014, 44(3):80-84.

[8]ENES P, PERES H, GOUTO A. Growth performance and metabolic utilization of diets including starch, dextrin, maltose or glucose as carbohydrate source by gilthead sea bream(Sparusaurata) juveniles[J]. Fish Physio Biochem, 2010, 36(4):903-910.

[9]王艷艷, 姚俊杰, 梁正其, 等.Pb2+對(duì)建鯉幼魚抗氧化酶活性和總抗氧化能力的影響[J].淡水漁業(yè),2013, 43(1):55-58.

[10]薛 明, 柯才煥, 王德祥, 等.饑餓及恢復(fù)生長(zhǎng)對(duì)方斑東風(fēng)螺抗氧化體系的影響[J]. 中國水產(chǎn)科學(xué), 2010, 17(2):281-288.

[11]Sun Y Y, Yin Y, Zhang J F, et al.Bioaccumulation and ROS generation in liver of freshwater fish, goldfishCarassiusauratusunder HCO range No.1 exposure[J]. Environ Toxicol, 2007, 22:256-263.

[12]程 鵬, 樊啟學(xué), 張 磊, 等.饑餓和恢復(fù)投喂對(duì)翹嘴鲌幼魚攝食、生長(zhǎng)及體成分的影響[J]. 淡水漁業(yè), 2009, 39(1):36-40.

(責(zé)任編輯 陳 虹)

Effects of Starvation Stress on Antioxidant Capacity ofTriplophysa(Hedinichthys)yarkandensis(Day)

WANG Shuai,REN Dao-quan, SONG Yong,CHEN Sheng-ao,CHEN Gen-yuan*

(College of Animal Science, Tarim University /Key Laboratory of Tarim Animal Husbandry Science and Technology, Xinjiang Production & Construction Corps, Xinjiang Alar 843300,China)

In this paper, the effects of starvation stress on the antioxidant capacity ofTriplophysa(Hedinichthys)yarkandensis(Day) were studied.Triplophysa(Hedinichthys)yarkandensis(Day) was starved for 30 days under appreciated conditions, and the total antioxidant capacity (T-AOC) level, the content of malonaldehyde (MDA), the activities of glutathione peroxidase (GSH-Px), superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT) in its serum were measured on the 0, 1st, 3rd, 5th, 10th, 15th, 20th and 30th. The results showed that the content of MDA and the level of T-AOC decreased at the beginning of the starvation and then increased as the starvation time passed, with the peak on the 30th day of starvation, which were significantly higher than that on the 0 day of starvation(P<0.05); The activities of all antioxidant enzymes increased from the 10th day of starvation, and the activities in the 20th day of starvation were significantly higher than that in the 0 day of starvation(P<0.05). Starvation had definite effects on T-AOC level, the activities of all antioxidant enzymes and the content of MDA ofTriplophysa(Hedinichthys)yarkandensis(Day), and the oxidative damage in hepatopancreas could be aggravated with the starvation time extending.

Triplophysa(Hedinichthys)yarkandensis(Day); Starvation; Antioxidant capacity;Antioxidant enzyme

1001-4829(2016)09-2249-04

10.16213/j.cnki.scjas.2016.09.042

2015-09-12

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31360635，31460691)；新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)基本科技計(jì)劃項(xiàng)目(2013BA005)；新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)塔里木畜牧科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題(HS201505)

王 帥(1984-)，男，山西長(zhǎng)治人，實(shí)驗(yàn)師，碩士，主要從事水產(chǎn)動(dòng)物營養(yǎng)學(xué)方面的研究,E-mail:wangshuaidky@126.com，*為通訊作者。

S917.4

A